Una mejor detección de submarinos hará que los océanos sean transparentes, y tal vez condenará la destrucción mutua asegurada.
El submarino de ataque rápido USS Virginia atraviesa el Mediterráneo en 2010. Por aquel entonces, podía desaparecer de forma efectiva con solo sumergirse.
Los submarinos se valoran principalmente por su capacidad de ocultarse. La seguridad de que los submarinos probablemente sobrevivirían al primer ataque con misiles en una guerra nuclear y, por tanto, podrían responder lanzando misiles en un segundo ataque, es clave para la estrategia de disuasión conocida como destrucción mutua asegurada. Cualquier nueva tecnología que pueda hacer que los océanos sean efectivamente transparentes, haciendo trivial la detección de submarinos al acecho, podría así socavar la paz del mundo. Durante casi un siglo, los ingenieros navales se han esforzado por desarrollar submarinos cada vez más rápidos y más resistentes. Pero han trabajado con la misma intensidad en el avance de una amplia gama de radares, sonares y otras tecnologías diseñadas para detectar, apuntar y eliminar submarinos enemigos.
El equilibrio pareció cambiar con la aparición de los submarinos de propulsión nuclear a principios de la década de 1960. En un estudio de 2015 para el Centro de Evaluación Estratégica y Presupuestaria, Bryan Clark, un especialista naval que ahora trabaja en el Instituto Hudson, señaló que la capacidad de estos submarinos de permanecer sumergidos durante largos períodos de tiempo los hacía "casi imposibles de encontrar con radares y sonares activos." Pero incluso estos sigilosos submarinos producen sutiles ruidos de muy baja frecuencia que pueden ser captados desde muy lejos por redes de hidrófonos acústicos montados en el fondo del mar.
Y ahora el juego del escondite de los submarinos puede estar acercándose al punto en el que los submarinos ya no puedan eludir la detección y simplemente desaparezcan. Según un estudio reciente de la Escuela de Seguridad Nacional de la Universidad Nacional de Australia, en Canberra, podría llegar ya en 2050. Este momento es especialmente significativo porque los enormes costes necesarios para diseñar y construir un submarino están pensados para repartirse a lo largo de al menos 60 años. Un submarino que entre en servicio hoy debería seguir estándolo en 2082. Los submarinos de propulsión nuclear, como el submarino de ataque rápido clase Virginia, cuestan cada uno aproximadamente 2.800 millones de dólares, según la Oficina Presupuestaria del Congreso de Estados Unidos. Y eso es sólo el precio de compra; el coste total del ciclo de vida del nuevo submarino de misiles balísticos clase Columbia se estima en más de 395.000 millones de dólares.
El doble problema de detectar los submarinos de los países rivales y proteger los propios de la detección es enorme, y los detalles técnicos son secretos muy bien guardados. Muchos expertos navales especulan sobre las tecnologías de detección que podrían utilizarse junto con las modernas metodologías de IA para neutralizar el sigilo de un submarino. Rose Gottemoeller, ex vicesecretaria general de la OTAN, advierte que "el sigilo de los submarinos será difícil de mantener, a medida que la detección de todo tipo, en múltiples espectros, dentro y fuera del agua, se vuelve más ubicua". Y la actual pugna entre el sigilo y la detección es cada vez más volátil, ya que estas nuevas tecnologías amenazan con alterar el equilibrio.
Tenemos nuevas formas de encontrar submarinos
Las tecnologías actuales de detección de submarinos van más allá de la mera audición de los submarinos y permiten determinar su posición mediante diversas técnicas no acústicas. Los submarinos pueden detectarse ahora por las diminutas cantidades de radiación y sustancias químicas que emiten, por ligeras perturbaciones en los campos magnéticos de la Tierra y por la luz reflejada de los pulsos de láser o LED. Todos estos métodos tratan de detectar anomalías en el entorno natural, representadas en sofisticados modelos de condiciones básicas que se han desarrollado en la última década, gracias en parte a los avances de la Ley de Moore en la potencia de cálculo.
Los sensores aéreos basados en láseres pueden detectar submarinos al acecho cerca de la superficie.IEEE SPECTRUM
Según los expertos del Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales de Washington, dos métodos son especialmente prometedores. Los sensores Lidar transmiten pulsos de láser a través del agua para producir escaneos 3D muy precisos de los objetos. Los instrumentos de detección de anomalías magnéticas (MAD) controlan los campos magnéticos de la Tierra y pueden detectar sutiles perturbaciones causadas por el casco metálico de un submarino sumergido.
Ambos sensores tienen inconvenientes. El MAD sólo funciona a baja altura o bajo el agua. A menudo no es lo suficientemente sensible como para distinguir las perturbaciones causadas por los submarinos entre los muchos otros cambios sutiles en los campos electromagnéticos bajo el océano.
El Lidar tiene mejor alcance y resolución y puede instalarse en satélites, pero consume mucha energía: una unidad estándar para automóviles con un alcance de varios cientos de metros puede quemar 25 vatios. Además, el Lidar tiene un coste prohibitivo, sobre todo cuando se utiliza en el espacio. En 2018, la NASA lanzó un satélite con tecnología de imágenes láser para supervisar los cambios en la superficie de la Tierra, especialmente los cambios en los patrones de la superficie del océano; el satélite costó más de mil millones de dólares.
De hecho, el lugar donde se colocan los sensores es crucial. Los conjuntos de sensores submarinos no acabarán con el sigilo de los submarinos por sí solos. El contralmirante retirado John Gower, antiguo comandante de submarinos de la Marina Real del Reino Unido, señala que los sensores "tienen que colocarse en algún lugar donde no se pueda pescar o arrastar, libre de actividad sísmica, y cerca de lugares desde los que se puedan vigilar y a los que se puedan transmitir los datos recogidos. Eso limita mucho las opciones disponibles".
Una forma de evitar la necesidad de una ubicación precisa es hacer que los sensores sean móviles. Los enjambres de drones submarinos pueden hacer precisamente eso, por lo que algunos expertos los han propuesto como la capacidad antisubmarina definitiva.
Clark, por ejemplo, señala que estos drones disponen ahora de una mayor potencia de cálculo y de baterías que pueden durar dos semanas entre cargas. La Marina estadounidense está trabajando en un drone que podría funcionar durante 90 días. Los drones también están equipados con los sensores químicos, ópticos y geomagnéticos mencionados anteriormente. Los drones submarinos conectados en red, quizás trabajando en conjunto con los drones aéreos, pueden ser útiles no sólo para detectar submarinos sino también para destruirlos, razón por la cual varios ejércitos están invirtiendo fuertemente en ellos.
Un avión P-8 Poseidón de la Armada de Estados Unidos, equipado para detectar submarinos, espera para repostar en Okinawa (Japón) en 2020. MARINA DE LOS EE.UU.
Por ejemplo, la Armada china ha invertido en un dron submarino con forma de pez conocido como Robo-Shark, diseñado específicamente para cazar submarinos. Por su parte, la Armada estadounidense está desarrollando la tecnología de enjambre de vehículos aéreos no tripulados de bajo coste, para llevar a cabo misiones de vigilancia. Cada drone Locust pesa unos 6 kilogramos, cuesta 15.000 dólares y puede ser equipado con sensores MAD; puede rozar la superficie del océano para detectar señales bajo el agua. Los ejércitos estudian la opción de los drones porque podría funcionar. Pero también es posible que no funcione.
El Robo-Shark, un submarino de 2,2 metros de largo fabricado por Boya Gongdao Robot Technology, de Pekín, se dice que es capaz de realizar vigilancia submarina y operaciones antisubmarinas no especificadas. La empresa afirma que el robot se mueve a una velocidad de hasta 5 metros por segundo (10 nudos) utilizando una estructura de tres articulaciones para agitar la aleta caudal, haciendo menos ruido que el que haría una hélice estándar. ROBOSEA.ORG
Gower considera que los drones submarinos son "la innovación menos probable que marque la diferencia en el declive del sigilo de los submarinos". Una armada necesitaría muchos drones, las velocidades de transmisión de datos son excesivamente lentas y el alcance de transmisión de un dron es corto. Además, los drones son ruidosos y muy fáciles de detectar. "Por no hablar de que el control de miles de drones submarinos supera con creces las capacidades tecnológicas actuales", añade.
Gower dice que podría ser posible "utilizar drones y redes de sonar juntos en puntos de estrangulamiento para detectar patrullas de submarinos". Entre los puntos de estrangulamiento de importancia estratégica para las patrullas de submarinos están las rutas de salida a ambos lados de Irlanda, para los submarinos del Reino Unido; las que rodean las islas de Hainan y Taiwán, para los submarinos chinos; en la cadena de las islas Barents o Kuriles, para los submarinos rusos; y el estrecho de Juan de Fuca, para los submarinos estadounidenses del Pacífico. Por otro lado, señala, "podrían ser vigilados y retirados, ya que estarían cerca de territorios soberanos. Por lo tanto, los desafíos probablemente superarían las ganancias".
Gower cree que un medio más potente de detección de submarinos es la "cobertura persistente de la superficie de la Tierra por parte de los satélites comerciales", que según él "representa el cambio más sustancial en nuestras capacidades de detección en comparación con el pasado". Más de 2.800 de estos satélites están ya en órbita. Antes, los gobiernos dominaban el espacio porque el coste de construir y lanzar satélites era muy elevado. Hoy en día, la tecnología de satélites es mucho más barata y las empresas privadas lanzan constelaciones de decenas a miles de satélites que pueden trabajar juntos para obtener imágenes de toda la superficie de la Tierra. Están equipados con una amplia gama de tecnologías de detección, incluido el radar de apertura sintética (SAR), que escanea una escena en la parte inferior mientras se mueve a gran distancia, proporcionando resultados como los que se obtendrían de una antena extremadamente larga. Como estas constelaciones de satélites observan los mismos lugares varias veces al día, pueden captar pequeños cambios de actividad.
Los expertos conocen desde hace décadas la posibilidad de detectar submarinos con el SAR basándose en los patrones de estela que forman al desplazarse por el océano. Para detectar estos patrones, conocidos como jorobas de Bernoulli y estelas de Kelvin, la Marina estadounidense ha invertido en el sensor aéreo avanzado AN/APS-154, desarrollado por Raytheon. Este radar montado en un avión está diseñado para operar a bajas altitudes y parece estar equipado con sensores SAR y lidar de alta resolución.
Los satélites comerciales equipados con SAR y otros instrumentos de captación de imágenes alcanzan ahora resoluciones que pueden competir con las de los satélites gubernamentales y ofrecen acceso a los clientes a precios muy asequibles. En otras palabras, hay muchos datos relevantes y no clasificados disponibles para el seguimiento de submarinos, y el volumen está creciendo exponencialmente.
Algún día esta tendencia será importante. Pero todavía no.
Jeffrey Lewis, director del Programa de No Proliferación de Asia Oriental del Centro James Martin de Estudios sobre la No Proliferación, utiliza habitualmente imágenes de satélite en su trabajo para seguir la evolución nuclear. Pero el seguimiento de los submarinos es una cuestión diferente. "Aunque se trata de una tecnología comercialmente disponible, todavía no vemos los submarinos en tiempo real", dice Lewis.
Es posible que llegue el día en que las imágenes comerciales por satélite reduzcan el sigilo de los submarinos, dice Gower, pero "todavía no hemos llegado a ese punto". Incluso si se localiza un submarino en tiempo real, 10 minutos después es muy difícil volver a encontrarlo".
La inteligencia artificial (IA) coordina otras tecnologías de detección de submarinos
Aunque estos nuevos métodos de detección tienen el potencial de hacer más visibles a los submarinos, ninguno de ellos puede hacer el trabajo por sí solo. Lo que puede hacer que funcionen juntos es la tecnología maestra de nuestro tiempo: la inteligencia artificial.
"Cuando vemos el potencial actual de las capacidades de detección ubicua combinadas con el poder del análisis de los grandes datos", dice Gottemoeller, "es natural hacerse la pregunta: ¿Es ahora finalmente posible?". Comenzó su carrera en la década de 1970, cuando la Marina estadounidense ya estaba preocupada por la tecnología soviética de detección de submarinos.
En la actualidad, los submarinos pueden detectarse por las diminutas cantidades de radiación y sustancias químicas que emiten, por ligeras perturbaciones en los campos magnéticos de la Tierra y por la luz reflejada de los pulsos de láser o LED.
A diferencia del software tradicional, que debe ser programado de antemano, la estrategia de aprendizaje automático utilizada aquí, llamada aprendizaje profundo, puede encontrar patrones en los datos sin ayuda externa. El año pasado, el programa AlphaFold de DeepMind logró un gran avance en la predicción de cómo se pliegan los aminoácidos en las proteínas, lo que permitió a los científicos identificar la estructura del 98,5% de las proteínas humanas. Trabajos anteriores en juegos, especialmente el Go y el ajedrez, demostraron que el aprendizaje profundo podía superar a las mejores técnicas de software antiguas, incluso cuando se ejecutaban en un hardware que no era más rápido.
Para que la IA funcione en la detección de submarinos, hay que superar varios retos técnicos. El primer reto es entrenar el algoritmo, lo que implica la adquisición de volúmenes masivos y variedades de datos de sensores procedentes de la cobertura satelital persistente de la superficie del océano, así como de la recogida periódica bajo el agua en lugares estratégicos. A partir de estos datos, la IA puede establecer un modelo detallado de las condiciones de partida y, a continuación, introducir nuevos datos en el modelo para encontrar sutiles anomalías. Este tipo de búsqueda automatizada es lo que más probablemente permitirá detectar la presencia de un submarino en cualquier lugar del océano y predecir su ubicación basándose en los patrones de tránsito anteriores.
El segundo reto es recoger, transmitir y procesar las masas de datos en tiempo real. Esa tarea requeriría mucha más potencia de cálculo de la que tenemos ahora, tanto en plataformas de recogida fijas como móviles. Pero incluso la tecnología actual puede empezar a encajar las distintas piezas del rompecabezas técnico.
La disuasión nuclear depende de la capacidad de los submarinos para ocultarse
Durante algunos años, la inmensidad del océano seguirá protegiendo el sigilo de los submarinos. Pero la propia perspectiva de una mayor transparencia oceánica tiene implicaciones para la seguridad mundial. Los submarinos ocultos que portan misiles balísticos ofrecen la amenaza de represalias ante un primer ataque nuclear. ¿Y si eso cambia?
"Damos por sentado el grado en que confiamos en que una parte importante de nuestras fuerzas exista en una posición esencialmente invulnerable", afirma Lewis. Incluso si los nuevos desarrollos no redujeran mucho el sigilo de los submarinos, la mera percepción de tal reducción podría socavar la estabilidad estratégica.
Un helicóptero no tripulado de color gris, que carece de cabina o de cualquier tipo de ventana, se muestra flotando en un cielo azul y claro. Lleva un sensor que apunta hacia abajo bajo su nariz.
Un MQ-8C de Northrop Grumman, un helicóptero sin tripulación, ha sido desplegado recientemente por la Marina estadounidense en la zona del Indo-Pacífico para su uso en la vigilancia. En el futuro, también se utilizará para operaciones antisubmarinas. NORTHROP GRUMMAN
Gottemoeller advierte que "cualquier percepción de que los submarinos armados con armas nucleares se han vuelto más atacables llevará a cuestionar la capacidad de supervivencia de las fuerzas de segundo ataque. En consecuencia, los países van a hacer todo lo posible para contrarrestar cualquier vulnerabilidad de este tipo".
Los expertos no se ponen de acuerdo sobre la irreversibilidad de la transparencia oceánica. Dado que cualquier avance tecnológico no se aplicará de la noche a la mañana, "las naciones deberían tener tiempo suficiente para desarrollar contramedidas [que] anulen cualquier capacidad de detección mejorada", afirma Matt Korda, investigador asociado de la Federación de Científicos Americanos, en Washington D.C. Sin embargo, Roger Bradbury y ocho colegas del Colegio de Seguridad Nacional de la Universidad Nacional de Australia no están de acuerdo, y afirman que cualquier capacidad técnica para contrarrestar las tecnologías de detección empezará a disminuir en 2050.
Korda también señala que la transparencia oceánica, en la medida en que se produzca, "no afectará a los países por igual. Y eso plantea algunas cuestiones interesantes". Por ejemplo, los submarinos de propulsión nuclear de Estados Unidos son "los más silenciosos del planeta. Son prácticamente indetectables. Incluso si los submarinos se hacen más visibles en general, esto puede tener un efecto nulo en la capacidad de supervivencia de los submarinos estadounidenses".
Sylvia Mishra, responsable de nuevas tecnologías nucleares en la Red Europea de Liderazgo, un grupo de reflexión con sede en Londres, dice que le "preocupa más el problema general de la ambigüedad bajo el mar". Hasta hace poco, dice, el movimiento bajo los océanos era competencia de los gobiernos. Ahora, sin embargo, hay una creciente presencia de la industria bajo el mar. Por ejemplo, las empresas están tendiendo muchos cables de comunicación de fibra óptica bajo el agua, dice Mishra, "lo que puede provocar una mayor congestión de vehículos de inspección submarina, y la posibilidad de confusión".
Un Snakehead, un gran dron submarino diseñado para ser lanzado y recuperado por los submarinos de propulsión nuclear de la Armada de Estados Unidos, se muestra en su ceremonia de bautizo en la bahía de Narragansett en Newport, R.I.U.S NAVY
La confusión podría venir del hecho de que los drones, a diferencia de los buques de superficie, no llevan bandera de un país, y por lo tanto su propiedad puede no estar clara. Esta incertidumbre, unida a la posibilidad de que los drones también puedan llevar cargas letales, aumenta el riesgo de que una fuerza naval pueda considerar hostil un dron comercial inocuo. "Cualquier acción que ponga en riesgo los activos estratégicos de los adversarios puede producir nuevos puntos de contacto para el conflicto y exacerbar el riesgo de guerra", dice Mishra.
Dada la importancia estratégica del sigilo de los submarinos, Gower se pregunta: "¿Por qué querría algún país detectar y rastrear submarinos? Sólo es algo que harías si quieres poner nerviosa a una potencia con armas nucleares". Incluso en la Guerra Fría, cuando Estados Unidos y el Reino Unido rastreaban rutinariamente los submarinos soviéticos con misiles balísticos, lo hacían sólo porque sabían que sus actividades pasarían desapercibidas, es decir, sin arriesgarse a una escalada. Gower postula que esto era peligrosamente arrogante: "Rastrear activamente las fuerzas nucleares de segundo ataque es lo más escalador que se pueda imaginar".
"Todos los estados con armas nucleares dan un gran valor a sus fuerzas de segundo ataque", dice Gottemoeller. Si una mayor transparencia oceánica produce nuevos riesgos para su supervivencia, reales o percibidos, dice, los países pueden responder de dos maneras: aumentar aún más sus fuerzas nucleares y tomar nuevas medidas para protegerlas y defenderlas, produciendo una nueva carrera armamentística; o bien mantener el número de armas nucleares limitado y encontrar otras formas de reforzar su viabilidad.
En última instancia, estas consideraciones no han frenado el entusiasmo de algunos gobiernos por adquirir submarinos. En septiembre de 2021 el gobierno australiano anunció una asociación trilateral reforzada con Estados Unidos y el Reino Unido. El nuevo acuerdo, conocido como AUKUS, proporcionará a Australia hasta ocho submarinos de propulsión nuclear con la tecnología de propulsión más codiciada del mundo. Sin embargo, podrían pasar al menos 20 años antes de que la Royal Australian Navy pueda desplegar el primero de sus nuevos submarinos.
El Boeing Orca, el mayor dron submarino del inventario de la Armada estadounidense, fue bautizado en abril en Huntington Beach (California). La nave está diseñada, entre otras cosas, para su uso en la guerra antisubmarina. LA EMPRESA BOEING
Como parte de sus planes de modernización nuclear, Estados Unidos ha comenzado a sustituir toda su flota de 14 submarinos de misiles balísticos de clase Ohio por nuevos submarinos de clase Columbia. Se prevé que el programa de sustitución cueste más de 128.000 millones de dólares para su adquisición y 267.000 millones a lo largo de su ciclo de vida completo. Funcionarios del gobierno estadounidense y expertos justifican el elevado coste de estos submarinos por su papel fundamental en el refuerzo de la disuasión nuclear a través de su percibida invulnerabilidad.
Para proteger el sigilo de los submarinos, Mishra afirma que "es necesario pensar de forma creativa. Una posibilidad es explorar un código de conducta para el empleo de tecnologías emergentes en misiones de vigilancia".
Existen precedentes de este tipo de cooperación. Durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética establecieron un sistema de comunicaciones seguras -una línea directa- para evitar que un malentendido se convirtiera en un desastre. Los dos países también desarrollaron un conjunto de normas y procedimientos, como el de no lanzar nunca un misil en una trayectoria potencialmente peligrosa. Las potencias nucleares podrían acordar ejercer una moderación similar en la detección de submarinos. El submarino furtivo no ha desaparecido; aún le quedan años de vida. Eso nos da tiempo de sobra para encontrar nuevas formas de mantener la paz
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- Fuente:
- Bajema, N. (2022, July 16). Will ai steal submarines' stealth? ieeespectrum. Retrieved July 18, 2022, from https://spectrum.ieee.org/amp/nuclear-submarine-2657668589
La Dra. Natasha Bajema ha celebrado tareas a largo plazo en la Universidad de Defensa Nacional, en la Oficina de Secretario de Defensa de EE. UU. Y en la Administración Nacional de Seguridad Nuclear del Departamento de Energía de los Estados Unidos. Actualmente es directora del laboratorio de riesgos convergentes en el Consejo de Riesgos Estratégicos.
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